Исследователи космоса

В последнее время, не утихают тема по поводу колонизации Марса. Ну да ладно, в принципе, Марс ни так далек от нас и в теории, к нему можно отправить группу людей, которые займутся его изучением. Но тут же понятно, что при современных технологиях вернуться домой им будет проблематично. Нет такого двигателя, который мог доставить землян к Марсу и вернуть обратно, не потратив при этом колоссального количества топлива. Современные жидкостные двигатели исчерпали свой лимит. Да и лететь к Марсу при наличии "окна" целых полгода, а все это время астронавтам нужно жить, питаться и не сойти с ума от того, что каждый день один и тот же пейзаж и нельзя, просто взять и заняться привычными для себя делами. Но с изобретением нового типа двигателей, можно было разогнать космический аппарат до такой скорости, чтобы он мог долететь до Марса, хотя бы за несколько недель.

Не будем заострять внимание на двигателях будущего, а возьмем к примеру типичный современный ракетный двигатель, который используется в разгонных блоках. Кроме колонизации Марса, в СМИ муссируют тему колонизации Титана - естественного спутника Сатурна. Он имеет очень плотную как у Земли атмосферу, но с другим составом, тем не менее, которая защищает от космической радиации и солнечного ветра и целые моря и озера. Предположительно, что они состоят из смеси жидких углеводородов, в основном это метан и этан. Предполагают, также, что под поверхностью существует океан, содержащий, жидкую воду со значительным содержанием аммиака и имеющей экстремально высокую солёность. Так вот, есть люди, которые реально об этом задумываются при современном развитии ракетных двигателей и космических технологий, в целом. Но нужно понимать, что в данный момент, это нереальная задача на ближайшие 50 лет точно.

Ниже представлены изображения, в которых предполагаемые виды поверхности Титана и вид на планету Сатурн с Титана.

И немного о самом Титане. Титан - самый большой спутник Сатурна. Был обнаружен в 1655-м. До Миссии Cassini и спускаемого аппарата Huygens, людям не было известно, насколько удивительный и комплексный мир на Титане. Это что-то вроде своеобразной версии Земли. Титан имеет плотную, насыщенную азотом атмосферу, на котором в виде дождя выпадает метан и другие жидкие углеводороды, которые, в свою очередь стекаются в реки, озера, моря и океаны. Все это придает спутнику Сатурна удивительные очертания, напоминающие Землю. Здесь есть реки, озера, моря, океаны, горы и вулканы. Радиус спутника– 2576 км (0.404 от земного), мacca cпутникa Tитaнa – 1.З45 x 102З кг (0.0255 oт зeмнoй). Cpeдняя удaлeннocть от Сатурна cocтaвляeт 1 221 870 км. Ho экcцeнтpиcитeт в 0.0288 и нaклoн opбитaльнoй плocкocти в 0.З78 гpaдуca пpивeли к тoму, чтo cпутник пpиближaeтcя нa 1 186 680 км и oтдaляeтcя нa 1 257 060 км. Ниже представлено фото, на котором сравниваются размеры Титана, Земли и Луны. Как мы видим, Титан намного больше Луны.

Все же, предположим, человечество собралось отправить первых людей к Титану. Так сказать, для разведки. Построило суперсовременный по нынешним меркам космический корабль, создало для него ракету, способную вывести на околоземную орбиту более 100 тонн полезного груза. Да-да, так и есть, потому что, нужно понимать, что космический корабль, который полетит к Титану, будет не один. Это будет целая связка со спускаемым кораблем и орбитальным аппаратом, который будет необходим для связи с Землей. Данный орбитальный аппарат будет летать вокруг Титана по орбите. В общем, вы понимаете принцип работы таких аппаратов и как происходит связь с Землей.

Кроме того, данная связка, будет нагружена полезным грузов в виде продуктов питания, топлива, всякой-всячины, нужной людям для многогодового перелета к Титану и жизни на его поверхности, научными приборами. И нужно понимать, что аппаратура и приборы будут не в одном экземпляре, а будут в определенном количестве на случай их порчи или утери. Даже такие мелочи как лампочки, будут в огромном количестве. Представьте, летите полгода и тут сгорает лампа освещения. И в модуле тьма. Это на МКС регулярно отправляют все с Земли. Тут же ничего с Земли не отправят, а если и отправят, то прилетит груз только после того, как сами астронавты уже прилетят на Титан. Уже начинаются проблемы, верно? А ведь, данную связку, нужно будет еще и заправить на орбите топливом. Если заправить все на Земле и запустить, то и мощности одной ракеты может не хватить. Поэтому все будет происходить поэтапно. Ну вы поняли. И таких проблем, множество.

Так вот, у нас же есть конкретный вопрос: "Сколько продлится полет, если люди все-таки полетят к Титану"? Объясню все крайне просто. Чтобы не рассуждать долго, возьмем уже проделанные в реальности полеты к Титану.

Первым космическим аппаратом, который пролетел вблизи Титана, стал американский "Пионер-11". Это космический аппарат НАСА, предназначавшийся для изучения Юпитера и Сатурна. "Пионер-11" был запущен 6 апреля 1973 с помощью ракеты "Атлас". Мимо Юпитера аппарат пролетел уже в декабре 1974 на расстоянии около 40 тыс. км. от кромки его облаков и передал на Землю подробные снимки планеты. Через почти 5 лет, в сентябре 1979 года он прошёл на расстоянии около 20 тыс. км от облачной поверхности Сатурна. Произвел различные измерения и передал фотографии планеты и её спутника Титана. 1 сентября 1979 года станция передала на Землю пять снимков Титана. В 1995 года был потерян контакт с аппаратом. Таким образом, полет продлился 2334 дня, или 6 лет, 4 месяца и 24 дня.

Ниже представлены реальные панорамные фотографии Титана с "Гюйгенса", сделанные при спуске на поверхность и с самой поверхности после посадки.

15 октября 1997 года к Титану был отправлен аппарат "Кассини" со спускаемым аппаратам "Гюйгенс", как раз предназначавшийся для первого изучения поверхности Титана. Прилетел "Кассини" к Сатурну летом 2004 года. Нужно заметить, что аппарат "Кассини" был самым тяжёлым аппаратом, который люди когда-либо отправляли в космос. Его общая масса равнялась 5600 кг. Стартовал во Флориде с мыса Канаверал на ракете-носителе Titan-4B/Centaur. Мощности данной ракеты не хватало для прямого запуска "Кассини" сразу к Сатурну из-за его большого веса. Для этого было необходимо совершить гравитационный манёвр. Для этого воспользовались силой Венеры. Аппарат полетел к Венере и совершив два манёвра в ее гравитационном поле набрал нужную скорость. После, разогнанная станция вновь пролетела мимо родной Земли в 1999 году. Тут она последний раз увидела Землю и, также, воспользовалась ее гравитационным полем и набрала еще большую скорость, необходимую для разгона и выхода на орбиту Сатурна. Также аппарат передал на Землю снимки Луны. В Январе 2005 года "Гюйгенс" отделился от "Кассини" и опустился на поверхность Титана. Итого на полет к Титану потребовалось почти 7 лет. Это при том, что пришлось делать гравитационные маневры у Венеры и Земли. И это при общей массе в 5,6 тонн. А аппарат с землянами будет, в разы тяжелее. И как тут быть? Опять же совершать маневры. Выдержит ли человеческий организм и психика такое воздействие - неизвестно.

В итоге, приходим к очень понятному и простому выводу. Беспилотный аппарат летит до Титана шесть-семь лет (это в случае удачного "окна" во время запуска ракеты с зондом и гравитационных маневров), но дело в том, что он летит в режиме строгой экономии, то есть, в основном за счёт гравитационных маневров. А чтобы полетел человек, как уже было указано выше, ему нужны: еда, вода, воздух, защита от космоса в виде радиации и мимо летящих метеоритов, исследовательские приборы, приборы связи, топливо для полета туда и обратно и, конечно, же крепкий двигатель, который не сломается за долгие годы. А ведь, возможно, придется выходить в открытый космос, чтобы его починить.

Всё вместе получается, что полет на Титан просто нереально дорогой, долгий (7 лет) и, лучше сказать, на данном этапе развития технологий - совершенно нереальный.

Если Вам понравилась статья - поставьте лайк. Будем рады вашей подписке на нашу страницу в Пикабу и сообщество в ВК, а также сообщество в Пикабу "Все о космосе".

Свет — это частица или электромагнитная волна? Почему раскалённый уголёк светится? Что такое абсолютно чёрное тело и ультрафиолетовая катастрофа? Какими необычными свойствами обладает свет? Есть ли частица, чья скорость может превышать скорость света?

Об этом рассказывает Антон Бирюков, астрофизик, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории Космических проектов Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга.